隨著中國制(zhi)造2025 政(zheng)策的指引，作(zuo)為中國第三大進口產品之一(yi)的顯示(shi)屏生產產業越發(fa)火熱。TCL 華星光(guang)電、BOE 京東方、天馬、和輝維信諾等企業在(zai)(zai)盈利能(neng)力(li)大幅(fu)改(gai)善的同時，亦加大了(le)在(zai)(zai)顯示(shi)技術上(shang)的投入，謀求在(zai)(zai)顯示(shi)屏生產產業鏈(lian)中高端研(yan)發(fa)位置占據一(yi)席(xi)之地。
隨著玻璃尺寸一再變大(da)，大(da)尺寸屏幕的生產(chan)從8.5 代直(zhi)接跨度到10 代和10.5 代，根據(ju)邊際效益遞(di)減(jian)原理(li)，傳統生產(chan)工藝的弊端也越發明顯。
由此各大(da)廠商均在尋(xun)求新的顯(xian)示制作技(ji)術，以降低大(da)尺寸屏幕生產成本的同時，從長遠來看實現柔(rou)性、R2R 等(deng)工藝(yi)的制作技(ji)術。由此，印刷(shua)顯(xian)示的研(yan)究(jiu)逐(zhu)漸(jian)的被(bei)提(ti)上了日程。
國(guo)內各大廠(chang)商，如BOE 在(zai)(zai)(zai)合肥，而華星(xing)光電和(he)天馬(ma)（廣東聚華）在(zai)(zai)(zai)廣州均成立(li)相(xiang)應的(de)印刷(shua)顯示(shi)技(ji)術研究所，希望(wang)能(neng)和(he)日韓(han)系廠(chang)商站在(zai)(zai)(zai)同(tong)一起跑線上(shang)進行(xing)競爭。
誠然(ran)(ran)，印刷(shua)(shua)顯(xian)示(shi)是(shi)未來顯(xian)示(shi)技(ji)術發展(zhan)的一(yi)個方(fang)向，且和傳統(tong)的生產方(fang)式(shi)相(xiang)比有各種(zhong)優勢(shi)，但(dan)是(shi)該技(ji)術也存在一(yi)些先天(tian)的局限，其未來的發展(zhan)依(yi)然(ran)(ran)充滿了變數。雖然(ran)(ran)近年來印刷(shua)(shua)技(ji)術已經取得了不(bu)少成就，但(dan)是(shi)和傳統(tong)行業相(xiang)比，印刷(shua)(shua)工藝還有很(hen)長的道路要走。本文對印刷(shua)(shua)工藝制(zhi)成面臨的困難進行簡單(dan)的解讀，以供大家(jia)參(can)考。（本文的印刷(shua)(shua)制(zhi)成僅考慮噴墨印刷(shua)(shua)制(zhi)程）
簡(jian)而言(yan)之，印刷顯示在(zai)大規(gui)模(mo)生產(chan)前所(suo)面臨的問(wen)題如下：
技術
現在打印的(de)器(qi)件(jian)(jian)性能(neng)總(zong)體上接近于旋涂器(qi)件(jian)(jian)，但是離(li)蒸鍍器(qi)件(jian)(jian)還有相(xiang)當長的(de)一段距離(li)。
除(chu)去器件性能以(yi)外，現(xian)有印刷技術還(huan)面臨的問(wen)題(ti)有：
工藝穩定性不高：在生產上穩定性壓倒一切
對于(yu)噴墨(mo)印刷過程來(lai)說，其工藝上穩定性的壓(ya)力來(lai)自于(yu)以下3個方面：
墨水
墨(mo)水的(de)穩定(ding)性是印刷制成(cheng)的(de)關鍵因素(su)，且除去其自身性質變化因素(su)外，影響墨(mo)水穩定(ding)性的(de)較大的(de)因素(su)是氣(qi)泡(pao)。假設現(xian)有廠商能(neng)穩定(ding)且大量(liang)提供無(wu)雜(za)質墨(mo)水的(de)前提下，墨(mo)水在(zai)運輸、灌入(ru)過程(cheng)中會引入(ru)氣(qi)泡(pao)，而如何(he)去除氣(qi)泡(pao)暫時還(huan)沒有良好的(de)解決(jue)方法(fa)。
常規實驗室工藝為將墨(mo)水(shui)長時間(jian)負壓靜置(zhi)，以便較大氣(qi)泡(pao)上(shang)浮至表面破裂(lie)。這種(zhong)處理方法在工業上(shang)是(shi)否(fou)適用(yong)有待(dai)考證。同時靜置(zhi)法能去除較大的(de)氣(qi)泡(pao)，但(dan)是(shi)較小(xiao)的(de)氣(qi)泡(pao)能夠存在于液(ye)體中很長時間(jian)。
考慮到常用(yong)工(gong)業(ye)用(yong)噴頭(tou)單次(ci)出墨量(liang)為10pl，則其噴頭(tou)尺寸一般為20－30 um。則整(zheng)個打印系統對微(wei)小(xiao)氣泡異常敏感(gan)。
氣泡(pao)的存在不僅僅會(hui)存在氣栓現象(xiang)，影(ying)響墨(mo)水的流動；同(tong)時因為氣泡(pao)可以(yi)移動和壓縮(suo)，則其會(hui)在噴墨(mo)頭內游動，造成(cheng)單噴頭或多噴頭的出墨(mo)不穩或無(wu)法(fa)出墨(mo)現象(xiang)。
印刷
除去在小型研(yan)發機臺上(shang)部(bu)分會采用單(dan)噴(pen)(pen)(pen)頭(tou)(tou)(tou)(tou)單(dan)噴(pen)(pen)(pen)嘴系統外，在中型平(ping)臺以(yi)上(shang)一般(ban)均會采用單(dan)噴(pen)(pen)(pen)頭(tou)(tou)(tou)(tou)多噴(pen)(pen)(pen)頭(tou)(tou)(tou)(tou)嘴系統。該噴(pen)(pen)(pen)頭(tou)(tou)(tou)(tou)可(ke)以(yi)在印(yin)刷過程中用多噴(pen)(pen)(pen)頭(tou)(tou)(tou)(tou)進(jin)行噴(pen)(pen)(pen)印(yin)，從而在提高生產效率的前提下，能夠達到均化每個像素點內墨水體積的作用。
印刷上的(de)穩定(ding)性(xing)體現在(zai)為噴頭的(de)穩定(ding)性(xing)。
與(yu)蒸鍍不同，一般在印(yin)刷工藝前會對噴(pen)(pen)頭進行(xing)(xing)校準(zhun)，其后再進行(xing)(xing)印(yin)刷。但(dan)是印(yin)刷過(guo)程中(zhong)(zhong)無(wu)法對噴(pen)(pen)頭狀(zhuang)態進行(xing)(xing)觀測（出墨(mo)速(su)度快，需要專(zhuan)用(yong)高速(su)攝像頭延(yan)時(shi)抓拍），則一旦噴(pen)(pen)印(yin)中(zhong)(zhong)1 個噴(pen)(pen)頭出現故障，則其不僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)影響1 個像素，而(er)是會影響1 列(lie)、甚至多列(lie)像素。
比如因為出(chu)墨較(jiao)少導致功(gong)能層(ceng)較(jiao)薄(bo)，導致屏幕出(chu)現(xian)Mura（部分可通過TFT調節），或者(zhe)印(yin)刷EML時(shi)偶然(ran)歪(wai)斜，出(chu)現(xian)紅綠像(xiang)素混(hun)色現(xian)象（混(hun)色會(hui)連續性(xing)出(chu)現(xian)，之間影響整體印(yin)刷效(xiao)果）。
成膜
成膜亦是溶液(ye)法(fa)印(yin)刷(shua)的難點之一。墨水在(zai)印(yin)刷(shua)上去時已(yi)然在(zai)表(biao)面(mian)開始揮(hui)發，一般墨水邊緣(yuan)揮(hui)發速度較快，則會出現咖啡環現象。
該(gai)現象(xiang)在實(shi)驗室中已經有較為成熟(shu)的(de)解決方案(an)。但實(shi)驗室僅對30 mm x 30 mm大小的(de)基板進行(xing)測試，現在面(mian)臨的(de)難(nan)點是對于大尺(chi)寸(cun)面(mian)板的(de)干燥問題。
即便是(shi)在200 mm x 200 mm平臺上，大規(gui)模均勻成膜還是(shi)難點之(zhi)一。
主要難點體現在印刷完基(ji)板中部和基(ji)板邊緣(yuan)處揮發速(su)度(du)呈(cheng)(cheng)現較(jiao)大差異，比如(ru)中間(jian)揮發較(jiao)慢(man)，邊緣(yuan)揮發較(jiao)快，則器件點亮時(shi)呈(cheng)(cheng)現明顯(xian)無法修復(fu)的Mura。
工藝耗時較長
印刷(shua)為溶液法制程，一般印刷(shua)OLED器件中需(xu)要印刷(shua)1－3層，其(qi)中1－2層為共用(yong)功能層，而第三層為EML層。
耗時較長主要表現為(wei)工藝處理時間較長。以常見OLED器(qi)件為(wei)例，因為(wei)需(xu)要制作(zuo)3層功能(neng)層，則需(xu)要分別進行三次打(da)印。
為了避免溶液(ye)在(zai)低溫(wen)揮發損壞噴頭(tou)，一(yi)般(ban)印刷用墨水沸點在(zai)150℃－250℃以上，造成(cheng)該溶液(ye)揮發困難，則在(zai)現(xian)階段依然需(xu)要(yao)真空設備。
每次(ci)打(da)印(yin)需要(yao)(yao)真(zhen)空(kong)(kong)干(gan)燥(zao)，部分材料為(wei)了(le)提(ti)高性(xing)能還(huan)需要(yao)(yao)烘烤。則為(wei)了(le)打(da)印(yin)1個OLED器(qi)件(jian)，其需要(yao)(yao)重復進(jin)行印(yin)刷－干(gan)燥(zao)－烘烤3次(ci)。干(gan)燥(zao)為(wei)低壓或(huo)真(zhen)空(kong)(kong)，意(yi)味這需要(yao)(yao)真(zhen)空(kong)(kong)Chamber。
設備需求復雜
配套設備需求較多
若采(cai)用高沸點溶劑(ji)，則在(zai)現階段依然需要真空設(she)備。和(he)常規Mask技術不(bu)同，印刷用的真空設(she)備對真空度要求(qiu)(qiu)不(bu)高，但是為了穩定成膜，對真空設(she)備抽(chou)速和(he)真空恒壓(ya)性能有很高要求(qiu)(qiu)。
以常(chang)規印刷(shua)OLED器件制成來看，除去(qu)array段與ITO圖(tu)形化與蒸鍍段相同外(wai)，印刷(shua)制成需要以下工藝流程：
制作Bank（PDL）結構
在array上(shang)均(jun)勻(yun)制作(zuo)一層(ceng)Bank以限(xian)定溶(rong)液(ye)流動(dong)，制作(zuo)方式可以為小型(xing)實驗平臺或Slit／ Slot Dye方式制作(zuo)。
材料為光(guang)刻膠(jiao)，其后通過曝光(guang)、顯影(ying)、刻蝕、清洗后才能形成可用圖案，則在(zai)該階段需要一張(zhang)Mask。
印刷為疊層結構
假設常(chang)規印刷(shua)OLED中HIL、HTL和EML為印刷(shua)層，則(ze)其(qi)制作完Mask后基本需要經(jing)過以(yi)下流程：
－ HIL印刷，印刷完畢后真空干(gan)燥（聚合物需加熱交聯(lian)）；
－ HTL印刷，印刷完畢后(hou)真空干燥（聚(ju)合物需(xu)加熱交聯）；
－ EML 印(yin)刷，若RGB為同體系溶液，可一并(bing)印(yin)刷后真空干燥（聚(ju)合物(wu)需加(jia)熱交(jiao)聯）；
即便在沒有聚合物的前提下(xia)，每層的制作最(zui)少(shao)經過打(da)印－轉移(yi)至真空(kong)腔(qiang)－真空(kong)腔(qiang)干(gan)燥－轉移(yi)出等幾(ji)個步驟。
與傳統工藝相比(bi)，除去設備的(de)(de)增(zeng)加(jia)外，印刷的(de)(de)時(shi)間過長亦提高了制作成本。
制作完EML后，再以蒸鍍方式制作ETL、EIL和電極
完成器件封裝
在假(jia)設3個功能層真空條(tiao)件(jian)且(qie)不需要Baking的(de)條(tiao)件(jian)下，則除去打印機外(wai)，額外(wai)需要設備為(wei)：
制作Bank：Slit 機器、Baking設備、真空Chamber、曝(pu)光刻(ke)蝕設備。
功能層：理想情況(kuang)各功能層為(wei)同(tong)(tong)(tong)(tong)一(yi)材(cai)料體系、有(you)相同(tong)(tong)(tong)(tong)的干燥工藝且(qie)不(bu)需要Baking交聯，則需要1個真空Chamber；若三層材(cai)料體系不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)、干燥工藝不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)且(qie)需要Baking，則需要3個獨立真空Chamber（可集成熱臺功能）。
廢液處理和(he)收集(ji)設備：需(xu)注意的(de)是大部(bu)分有(you)(you)機(ji)良溶劑為有(you)(you)機(ji)溶劑，呈(cheng)現一(yi)定的(de)毒性，無法直接排放。同時較高的(de)沸(fei)點(dian)也使得該類液體回收困難。
易耗品的增加
對(dui)印刷打印來看(kan)，其噴頭(tou)是易耗品。即便(bian)對(dui)于最便(bian)宜的Fujifilm噴頭(tou)其價格也在數千至數萬美(mei)金不(bu)等。
即(ji)便以研發平臺為(wei)準來看，印刷OLED設備(bei)最少(shao)需要5個噴頭來對(dui)應(ying)5個不同(tong)功(gong)能層，在(zai)(zai)產(chan)線(xian)上為(wei)了提(ti)高(gao)效率，對(dui)于(yu)同(tong)一功(gong)能層的印刷需要多個噴頭系統進行(xing)打印，則產(chan)線(xian)上噴頭使用數量在(zai)(zai)10個以上。無形中直接提(ti)高(gao)了生產(chan)成(cheng)本(ben)和維護成(cheng)本(ben)。#p#分頁標題#e#
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